CN114770945A - 送料装置及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种送料装置及3D打印设备。该送料装置包括第一驱动机构、料盘驱动轮、送料盘和两个挤出轮。在进料过程中，由于料盘驱动轮和两个挤出轮的线速度一致，而送料盘是在料盘驱动轮的作用下转动，且送料盘和料盘驱动轮的线速度一致，也就是说，在单位时间内，送料盘转过的弧长和两个挤出轮转过的弧长一致，即二者放出耗材的长度一致，因此能够降低送料速度和进料速度不匹配导致的耗材缠绕或断料的风险，保证打印效率和打印质量。同理，在执行退料操作时，由于耗材退回的长度一致，也可以保证耗材退料后能够完全缠绕在送料盘上，降低收料不齐导致物料缠绕混乱的情况，降低再次使用的堵料风险。

Description

送料装置及3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种送料装置及3D打印设备。

背景技术

现有的3D打印设备所使用的耗材一般都是缠绕在滚筒状的送料盘上，挤出机构挤出耗材时给耗材施加一定的拉力，送料盘在拉力的作用下转动进而将耗材输送至挤出机构。

若送料盘在拉力作用下转的圈数较多，即送出的耗材大于挤出机构所需的耗材时，耗材存在较大的缠绕风险，不利于进料和退料的顺畅性；若送料盘在拉力作用下未转动较多圈数，即送出的耗材无法满足挤出机构的挤出需求时，耗材存在较大的断料风险，3D打印设备在材料供给中断的状态下还在继续执行打印任务，直接导致打印出的产品不完整，尤其是一些大型的3D打印模型，造成打印模型存在缺陷，无法打印出完整的模型，不仅影响打印质量，也造成了打印材料和打印时间上的浪费。

发明内容

基于此，有必要针对传统的3D打印设备在打印过程中易产生进退料不畅以及打印中断的问题，提供一种解决上述问题的送料装置。

一种送料装置，包括第一驱动机构、料盘驱动轮、送料盘、第一挤出轮和第二挤出轮；

所述第一挤出轮和所述第二挤出轮之间具有压紧间隙，所述压紧间隙用于供耗材穿过；所述第一驱动机构与所述第一挤出轮连接，所述第一挤出轮与所述料盘驱动轮连接，所述第一驱动机构用于驱动所述第一挤出轮绕自身轴线转动，所述第二挤出轮和所述料盘驱动轮均能够相对所述第一挤出轮同时反向转动，且三者的线速度相等；

所述料盘驱动轮与所述送料盘连接，所述料盘驱动轮绕自身轴线转动，能够带动所述送料盘相对所述料盘驱动轮反向转动，且二者的线速度相等。

在其中一个实施例中，所述送料装置包括两个挤出传动轮，二者连接且能够同时反向转动；所述第一挤出轮和所述第二挤出轮分别对应与一个所述挤出传动轮同轴连接，所述第一驱动机构与其中一个所述挤出传动轮连接，所述第一驱动机构通过所述挤出传动轮带动所述第一挤出轮和所述第二挤出轮同时反向转动；所述料盘驱动轮与其中一个所述挤出传动轮连接。

在其中一个实施例中，所述挤出传动轮为挤出齿轮，两个所述挤出齿轮啮合传动。

在其中一个实施例中，所述第一挤出轮和所述第二挤出轮均为挤出胶轮，所述挤出齿轮的中心设置有第一连接轴，所述挤出胶轮套设于所述第一连接轴；所述挤出齿轮绕自身轴线转动，能够带动所述挤出胶轮同步转动。

在其中一个实施例中，所述送料装置包括料盘齿轮，所述料盘齿轮与其中一个所述挤出齿轮啮合传动，所述料盘齿轮的中心设置有第二连接轴，所述料盘驱动轮套设于所述第二连接轴；所述料盘齿轮绕自身轴线转动，能够带动所述料盘驱动轮同步转动。

在其中一个实施例中，所述送料装置包括与所述料盘齿轮啮合传动的送料齿轮，所述送料齿轮与所述送料盘同轴连接，所述送料齿轮绕自身轴线转动，能够带动所述送料盘同步转动。

在其中一个实施例中，所述第一驱动机构包括第一驱动件和连接于所述第一驱动件的驱动齿轮，所述第一驱动件用于驱动所述驱动齿轮绕自身轴线转动，所述驱动齿轮与其中一个所述挤出齿轮啮合传动；

或，所述第一驱动机构包括第一驱动件，所述第一驱动件与其中一个所述挤出齿轮连接，所述第一驱动件用于驱动所述挤出齿轮绕自身轴线转动。

在其中一个实施例中，所述挤出传动轮为传动胶轮，两个所述传动胶轮摩擦传动，所述料盘驱动轮与其中一个所述传动胶轮摩擦传动。

在其中一个实施例中，所述送料盘与所述料盘驱动轮摩擦传动。

一种3D打印设备，包括如上所述的送料装置。

本技术方案具有以下有益效果：上述送料装置，包括第一驱动机构、料盘驱动轮、送料盘、第一挤出轮和第二挤出轮。其中，第一驱动机构驱动两个挤出轮转动，第一挤出轮带动料盘驱动轮转动，料盘驱动轮带动送料盘转动。两个挤出轮之间具有压紧间隙，穿过压紧间隙的耗材与挤出轮抵接，当两个挤出轮同时反向转动，例如第一挤出轮顺时针转动，第二挤出轮逆时针转动时，在摩擦力的作用下带动耗材前进，从而实现进料操作；当第一挤出轮逆时针转动，第二挤出轮顺时针转动时，能够带动耗材后退，从而实现退料操作。在进料过程中，由于料盘驱动轮和两个挤出轮的线速度一致，而送料盘是在料盘驱动轮的作用下转动，且送料盘和料盘驱动轮的线速度一致，也就是说，在单位时间内，送料盘转过的弧长和两个挤出轮转过的弧长一致，即二者放出耗材的长度一致，因此能够降低送料速度和进料速度不匹配导致的耗材缠绕或断料的风险，保证打印效率和打印质量。同理，在执行退料操作时，由于耗材退回的长度一致，也可以保证耗材退料后能够完全缠绕在送料盘上，降低收料不齐导致物料缠绕混乱的情况，降低再次使用的堵料风险。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的送料装置的结构示意图；

图2为图1所示的送料装置的爆炸图；

图3为图2所示的送料装置的俯视图；

图4为图1所示的送料装置的控制电路图。

附图标记：100-送料装置；110-第一驱动机构；111-第一驱动件；112-驱动齿轮；121-第一挤出轮；122-第二挤出轮；131-料盘驱动轮；132-料盘齿轮；140-送料盘；151-第一挤出传动轮；152-第二挤出传动轮；160-料盒；170-耗材；181-进料按钮；182-退料按钮；183-操作面板；184-喷头挤出机构；185-控制主板；186-断料检测机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1和图2所示，本发明一实施例提供的送料装置100包括第一驱动机构110、料盘驱动轮131、送料盘140、第一挤出轮121和第二挤出轮122。第一挤出轮121和第二挤出轮122之间具有压紧间隙，压紧间隙用于供耗材170穿过。第一驱动机构110与第一挤出轮121连接，第一挤出轮121与料盘驱动轮131连接，第一驱动机构110用于驱动第一挤出轮121绕自身轴线转动，第二挤出轮122和料盘驱动轮131均能够相对第一挤出轮121同时反向转动，且三者的线速度相等。料盘驱动轮131与送料盘140连接，料盘驱动轮131绕自身轴线转动，能够带动送料盘140相对料盘驱动轮131反向转动，且二者的线速度相等。

具体来说，如图2和图3所示，耗材170位于第一挤出轮121和第二挤出轮122之间，且与两个挤出轮抵接。当两个挤出轮同时反向转动时，在摩擦力的作用下，能够带动耗材170沿其转动方向移动，即带动耗材170相对两个挤出轮穿出或缩回。例如在图3的视图中，第一挤出轮121顺时针转动，第二挤出轮122逆时针转动时，在摩擦力的作用下带动耗材170前进，即耗材170从两个挤出轮之间的压紧间隙穿出，实现进料操作；当第一挤出轮121逆时针转动，第二挤出轮122顺时针转动时，在摩擦力的作用下带动耗材170后退，即耗材170从两个挤出轮之间的压紧间隙缩回，实现退料操作。

第一挤出轮121转动的同时带动与其连接的料盘驱动轮131转动，料盘驱动轮131转动的同时带动与其连接的送料盘140转动。当实现进料操作时，由于料盘驱动轮131和两个挤出轮的线速度一致，而送料盘140是在料盘驱动轮131的作用下转动，且送料盘140和料盘驱动轮131的线速度一致，也就是说，在单位时间内，送料盘140转过的弧长和两个挤出轮转过的弧长一致，即送料盘140放卷送出的耗材长度与两个挤出轮挤出耗材170的长度一致，因此能够降低送料速度和进料速度不匹配导致的耗材170缠绕或断料的风险，保证正常的材料供给需求，进而保证打印效率和打印质量。同理，在执行退料操作时，送料盘140收卷的耗材长度与两个挤出轮退回耗材的长度一致，也可以保证耗材170退料后能够完全缠绕在送料盘140上，降低收料不齐导致物料混乱的情况，进而降低再次使用由于物料混乱导致的堵料风险。

如图2和图3所示，在其中一个实施例中，送料装置100包括第一挤出传动轮151和第二挤出传动轮152，二者连接且能够同时反向转动。第一驱动机构110与第一挤出传动轮151连接，通过第一驱动机构110带动第一挤出传动轮151绕自身轴线转动，第一挤出传动轮151将动力传递至第二挤出传动轮152。同时，第一挤出传动轮151与第一挤出轮121同轴连接，第二挤出传动轮152与第二挤出轮122同轴连接，如此，第一挤出传动轮151转动的同时能够带动第一挤出轮121同步转动，通过两个挤出传动轮同时反向转动，带动第一挤出轮121和第二挤出轮122同时反向转动，实现进料操作和退料操作。进一步地，第一挤出传动轮151与料盘驱动轮131连接，且二者能够同时反向转动，从而通过第一挤出传动轮151将动力传递至料盘驱动轮131，进而带动送料盘140相对料盘驱动轮131反向转动，使得送料盘140的送料方向与两个挤出轮的挤料方向一致。

如图2和图3所示，在一具体的实施例中，第一挤出传动轮151和第二挤出传动轮152均为挤出齿轮，两个挤出齿轮啮合传动。如此，第一驱动机构110驱动第一挤出齿轮转动时，第一挤出齿轮带动第二挤出齿轮转动，进而再将动力传递至第一挤出轮121和第二挤出轮122，实现耗材170的挤出，其工作可靠性较高、传动比稳定。在其他实施例中，两个挤出传动轮可以为传动胶轮，二者为摩擦传动，使得两个挤出传动轮的制造更为简单，运动更为平稳。

如图2和图3所示，在又一实施例中，第一挤出轮121和第二挤出轮122均为挤出胶轮，两个挤出胶轮的直径相同。具体地，两个挤出齿轮的中心设置有第一连接轴，两个挤出胶轮套设于第一连接轴的端部，使得挤出齿轮绕自身轴线转动的同时，能够带动与其连接的挤出胶轮同步转动，两个挤出胶轮通过滑动摩擦带动耗材170前进或后退。第一连接轴远离挤出胶轮的端部还套设有第一轴承，通过设置第一轴承降低转动过程中由于滑动摩擦产生的噪音。

如图2和图3所示，在其中一个实施例中，送料装置100包括料盘齿轮132，料盘齿轮132与第一挤出齿轮啮合传动。对应地，送料盘140设置于第一挤出齿轮的左侧。料盘齿轮132的中心设置有第二连接轴，料盘驱动轮131套设于第二连接轴的端部，使得料盘齿轮132绕自身轴线转动的同时，能够带动与其同轴连接的料盘驱动轮131同步转动，进而通过料盘驱动轮131将动力传递至送料盘140。可以理解地，料盘齿轮也可以与第二挤出齿轮啮合传动，对应地，送料盘设置在第二挤出齿轮的右侧。其中，两个挤出齿轮和料盘齿轮的齿数以及模数均相等，使得三者的转速相等，以保证多个部件运动速度的同步性。

在又一实施例中，送料装置包括与料盘齿轮啮合传动的送料齿轮(图未示)，送料齿轮与送料盘同轴连接。当料盘齿轮转动时，带动与其啮合的送料齿轮转动，进而带动与送料齿轮同轴连接的送料盘同步转动。通过送料齿轮和料盘齿轮的啮合传动，实现料盘驱动轮和送料盘同时反向转动，使得送料盘的放料操作与挤出轮的进料操作同步。

如图3所示，在其中一个实施例中，第一驱动机构110包括第一驱动件111和连接于第一驱动件111的驱动齿轮112，第一驱动件111用于驱动驱动齿轮112绕自身轴线转动，驱动齿轮112与第一挤出齿轮啮合传动。通过第一驱动件111和驱动齿轮112将动力传递至第一挤出齿轮，进而带动第二挤出齿轮转动。可以理解地，驱动齿轮也可与第二挤出齿轮啮合传动，只要能够实现动力传递即可。在其他实施方式中，也可不设置驱动齿轮，即第一驱动件与第一挤出齿轮直接连接，能够降低驱动机构所占用的空间，并减少加工成本。

如图2和图3所示，在其中一个实施例中，送料盘140与料盘驱动轮131为摩擦传动，当料盘驱动轮131转动时，在摩擦力的作用下，带动送料盘140转动。在其他实施方式中，送料盘与料盘驱动轮也可以为啮合传动，即料盘驱动轮和送料盘的连接位置均设置有外齿圈，料盘驱动轮和送料盘通过外齿圈配合。

如图1和图2所示，在其中一个实施例中，送料装置100还包括料盒160，料盒160具体为长方体结构，其内部构造有圆柱形容纳腔，送料盘140转动连接于容纳腔的腔壁。料盒160内还构造有多个转轴，料盘驱动轮131和两个挤出轮均转动连接于转轴，通过转轴对料盘驱动轮131等运动部件进行限位，保证各个部件之间的接触稳定性，进而保证动力传递的可靠性。

如图4所示，送料装置100内设置有操作面板183和控制主板185，二者之间电连接。操作面板183上设置有进料按钮181和退料按钮182，当按下进料按钮181时，进料信号反馈至控制主板185，控制主板185给出正转信号，使得第一驱动件111正转，进而使得送料盘140和两个挤出轮送出耗材，送出的耗材进入喷头挤出机构184的进料端。当按下退料按钮182时，退料信号反馈至控制主板185，控制主板185给出反转信号，使得第一驱动件111反转，驱动送料盘140和两个挤出轮收回耗材，耗材先退出喷头挤出机构184，再经过两个挤出轮。其中，喷头挤出机构184连接的第二驱动件与第一驱动件具有相同的输出线速度，使得喷头挤出机构184挤出的耗材长度和送料盘140送出的耗材长度一致。

如图3和图4所示，在一实施例中，送料装置100包括断料检测机构186，断料检测机构186设置于喷头挤出机构184的进料端，断料检测机构186用于检测打印过程中的喷头挤出机构184内是否有耗材通过，当出现断料情况时，3D打印设备停止打印，防止出现空料打印的情况。

断料检测机构186包括弹片和间隔设置于弹片一侧的接触片，且弹片位于耗材的一侧。当没有出现断料情况时，耗材正常进入喷头挤出机构184的进料端，进入进料端的耗材会挤压弹片，使得弹片与接触片接触，进而输出开指令的控制信号并反馈至控制主板185，控制主板185接收到开指令的控制信号时控制第一驱动机构110正常工作。当出现断料情况，即喷头挤出机构184的进料端内没有耗材通过时，弹片与接触片不再接触，输出关指令的控制信号并反馈至控制主板185，控制第一驱动机构110停止动作，进而使得送料盘140、喷头及两个挤出轮等部件停止动作。

进一步地，本申请还提供一种3D打印设备，包括上述的送料装置100。因此该3D打印设备在实现进料操作时，送料盘送出的耗材长度与两个挤出轮挤出耗材的长度一致，因此能够降低送料速度和进料速度不匹配导致的耗材缠绕或断料的风险，保证正常的材料供给需求，进而保证打印效率和打印质量。当3D打印设备在执行退料操作时，送料盘收卷的耗材长度与两个挤出轮退回耗材的长度一致，也可以保证耗材退料后能够完全缠绕在送料盘上，降低收料不齐导致物料缠绕混乱的情况，进而降低再次使用由于物料缠绕混乱导致的堵料风险。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种送料装置，其特征在于，包括第一驱动机构、料盘驱动轮、送料盘、第一挤出轮和第二挤出轮；

所述第一挤出轮和所述第二挤出轮之间具有压紧间隙，所述压紧间隙用于供耗材穿过；所述第一驱动机构与所述第一挤出轮连接，所述第一挤出轮与所述料盘驱动轮连接，所述第一驱动机构用于驱动所述第一挤出轮绕自身轴线转动，所述第二挤出轮和所述料盘驱动轮均能够相对所述第一挤出轮同时反向转动，且三者的线速度相等；

所述料盘驱动轮与所述送料盘连接，所述料盘驱动轮绕自身轴线转动，能够带动所述送料盘相对所述料盘驱动轮反向转动，且二者的线速度相等。

2.根据权利要求1所述的送料装置，其特征在于，所述送料装置包括两个挤出传动轮，二者连接且能够同时反向转动；所述第一挤出轮和所述第二挤出轮分别对应与一个所述挤出传动轮同轴连接，所述第一驱动机构与其中一个所述挤出传动轮连接，所述第一驱动机构通过所述挤出传动轮带动所述第一挤出轮和所述第二挤出轮同时反向转动；所述料盘驱动轮与其中一个所述挤出传动轮连接。

3.根据权利要求2所述的送料装置，其特征在于，所述挤出传动轮为挤出齿轮，两个所述挤出齿轮啮合传动。

4.根据权利要求3所述的送料装置，其特征在于，所述第一挤出轮和所述第二挤出轮均为挤出胶轮，所述挤出齿轮的中心设置有第一连接轴，所述挤出胶轮套设于所述第一连接轴；所述挤出齿轮绕自身轴线转动，能够带动所述挤出胶轮同步转动。

5.根据权利要求3所述的送料装置，其特征在于，所述送料装置包括料盘齿轮，所述料盘齿轮与其中一个所述挤出齿轮啮合传动，所述料盘齿轮的中心设置有第二连接轴，所述料盘驱动轮套设于所述第二连接轴；所述料盘齿轮绕自身轴线转动，能够带动所述料盘驱动轮同步转动。

6.根据权利要求5所述的送料装置，其特征在于，所述送料装置包括与所述料盘齿轮啮合传动的送料齿轮，所述送料齿轮与所述送料盘同轴连接，所述送料齿轮绕自身轴线转动，能够带动所述送料盘同步转动。

7.根据权利要求3所述的送料装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一驱动件和连接于所述第一驱动件的驱动齿轮，所述第一驱动件用于驱动所述驱动齿轮绕自身轴线转动，所述驱动齿轮与其中一个所述挤出齿轮啮合传动；

或，所述第一驱动机构包括第一驱动件，所述第一驱动件与其中一个所述挤出齿轮连接，所述第一驱动件用于驱动所述挤出齿轮绕自身轴线转动。

8.根据权利要求2所述的送料装置，其特征在于，所述挤出传动轮为传动胶轮，两个所述传动胶轮摩擦传动，所述料盘驱动轮与其中一个所述传动胶轮摩擦传动。

9.根据权利要求1所述的送料装置，其特征在于，所述送料盘与所述料盘驱动轮摩擦传动。

10.一种3D打印设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的送料装置。

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